CN101535406A - 具有emi屏蔽性的阻燃热塑性组合物 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有优异的物理性能的阻燃热塑性组合物，包括：30－90wt.％聚碳酸酯树脂；1－35wt.％抗冲改性剂；0.1－15wt.％含磷阻燃剂；1－30wt.％金属纤维；和0.002－5wt.％加工添加剂；各自基于所述热塑性组合物除任何填料之外的总重。该加工添加剂使得在阻燃剂含量较低时阻燃特性仍得以保持，而阻燃剂含量较低使得该组合物和这些组合物的模塑样品相比于阻燃剂含量较高的组合物具有更高的HDT和/或抗冲强度。该热塑性组合物的模塑样品在1.5mm(±10％)厚度能够获得UL94 V0等级。所述组合物可用于形成具有EMI屏蔽特性的阻燃制品。

Description

具有EMI屏蔽性的阻燃热塑性组合物

相关申请的交叉引用

本申请要求2006年8月1日提交的美国临时专利申请60/821,014的优先权。

技术领域

本发明涉及热塑性组合物，特别是涉及具有EMI屏蔽性能的阻燃热塑性聚碳酸酯组合物，制备这些组合物的方法，和这些组合物的用途。

背景技术

聚碳酸酯可用于制造在从汽车部件到电子设备的广阔应用范围内使用的制品和元件。由于它们宽广的用途，特别是在电子方面的应用，希望聚碳酸酯具有阻燃性。与聚碳酸酯一起使用的许多已知的阻燃剂都含有溴和/或氯。含溴和/或含氯的阻燃剂是不太符合需要的，因为这些阻燃剂产生的杂质和/或副产物会腐蚀与聚碳酸酯的制造和使用有关的设备。含溴和/或含氯的阻燃剂还日益受到法规限制。

无卤的阻燃剂已被提议用于聚碳酸酯，其包括各种填料、含磷化合物、以及某些盐。使用上述阻燃剂而未另外使用含溴和/或含氯阻燃剂已难以满足阻燃性的最严格标准，尤其是在薄样品中。

聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物也已被提议用作无溴且无氯的阻燃剂。例如，Cella的美国专利申请公开2003/0105226公开了一种包含聚硅氧烷单元和聚碳酸酯单元的聚硅氧烷改性的聚碳酸酯，其中聚硅氧烷链节包含1～20个聚硅氧烷单元。例如，其它聚硅氧烷改性的聚碳酸酯的用途描述于Gosen的美国专利5380795，Kress等人的美国专利4756701，Umeda等人的美国专利5488086，以及Nodera等人的EP 0 692 522B1。

尽管前述阻燃剂适用于它们的预期用途，但在工业界仍不断需要继续改进阻燃性。一种需要是不容易烧透(burn-through)的制品，所谓烧透是指在施加火焰时形成洞。这对薄制品尤其提出了挑战，因为它往往更快形成烧透的洞。无溴和/或无氯的阻燃剂还可能不利地影响聚碳酸酯组合物期望的物理性能，特别是抗冲强度。

另外，当在电子应用中使用聚碳酸酯时，很多类型的电气设备产生杂散电磁辐射，称为电磁干扰(EMI)。例如，EMI可由模拟电路元件或数字元件产生。EMI发射是不希望的，因为它们可潜在地干扰附近的电气设备工作。此外，对于各种电气设备产生的最大允许的EMI发射已经定立了规定(如EMC(电磁相容性(Electromagnetic Compatibility))规定)，当设计可能产生EMI问题的新设备时必须考虑这些规定。

现有技术中有许多方法用于EMI屏蔽目的，如无电镀、导电镀(conductive painting)、真空蒸镀等。然而，由于存在诸如过程环境不友好、塑料和导电层之间附着性差、难以处理复杂形状等相关的一些缺点，所有这些方法和/或工艺都不太符合需要。

因此，提供具有改进的阻燃性而不使用含溴和/或含氯的阻燃剂的热塑性材料将是有益的。提供具有改进的EMI屏蔽性的热塑性材料，使得这些热塑性材料可以在电子应用中发挥更大效用也将是有益的。另外，如果在不明显使诸如抗冲强度和/或HDT(＂热挠曲温度＂或热塑性组合物的标准样品在特定载荷下发生挠曲时的温度)的性质劣化下改进阻燃性和EMI屏蔽性，也将是有益的。

发明简述

本发明提供具有EMI屏蔽特性和提供优异的物理性能的阻燃热塑性组合物。如上所述，阻燃剂的使用在有益于提供阻燃特性的同时产生物理性能损失的问题。或者，金属纤维的使用在提供EMI屏蔽性的同时产生阻燃特性损失的问题。本发明的热塑性组合物通过使用少量加工添加剂(processing additive)克服了这些问题，该加工添加剂为热塑性组合物提供了增效阻燃效果。选择加工添加剂，使得因阻燃剂引起的抗冲强度和/或HDT的任何降低最小化，同时还基本上保持热塑性组合物的阻燃特性，不管其是否使用金属纤维。

因此，在一个方面，本发明提供了阻燃热塑性组合物，其包括：30-90wt.％聚碳酸酯树脂；1-35wt.％抗冲改性剂；0.1-15wt.％含磷阻燃剂；1-30wt.％金属纤维；和0.002-5wt.％加工添加剂；各自基于所述热塑性组合物除任何填料之外的总重。该热塑性组合物的模塑样品在1.5mm(±10％)厚度能够获得UL94 V0或V1等级。该加工添加剂使得在阻燃剂含量较低时阻燃特性仍得以保持，而阻燃剂含量较低使得该组合物和这些组合物的模塑样品相比于阻燃剂含量较高的组合物具有更高的HDT和/或抗冲强度。本发明还包括使用该组合物的模塑制品。

在另一方面，本发明提供了阻燃热塑性组合物，其包括：60-80wt.％聚碳酸酯树脂；10-25wt.％抗冲改性剂；0.1-10wt.％含磷阻燃剂；5-15wt.％金属纤维；和0.002-5wt.％加工添加剂；各自基于所述热塑性组合物除任何填料之外的总重。该热塑性组合物的模塑样品在1.5mm(±10％)厚度能够获得UL94 V0或V1等级。本发明还包括使用该组合物的模塑制品。

在又一方面，本发明提供了形成热塑性组合物的方法，包括以下步骤：在挤出机中共混如下物质：30-90wt.％聚碳酸酯树脂；1-35wt.％抗冲改性剂；0.1-15wt.％含磷阻燃剂；1-30wt.％金属纤维；和0.002-5wt.％加工添加剂；各自基于所述热塑性组合物除任何填料之外的总重。该热塑性组合物的模塑样品在1.5mm(±10％)厚度能够获得UL94 V0或V1等级。

发明详述

在下面的描述和实施例中更具体地描述本发明，这些描述和实施例意指仅仅是说明性的，因为对于本领域技术人员而言，其中许多改进和变化将是显而易见的。在说明书和权利要求书中所用的术语“包括”可以包括“由...组成”和“基本上由...组成”的实施方式。本文公开的所有范围均包括端点且可独立地组合。本文公开的这些范围的端点和任何数值均不限于该精确的范围或数值；它们并不十分精确，从而包括接近这些范围和/或数值的数。

本文所用的近似语言可用于修饰可以变化而不会导致与其相关的基本功能发生改变的任何定量表示。因此，由术语例如“约”和“基本上(substantially)”修饰的值在一些情况下可不限于所指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可对应于测量该值的仪器的精度。

本发明提供具有EMI屏蔽特性的阻燃热塑性组合物，制备这些组合物的方法和包括这些组合物的制品。除了阻燃性和EMI屏蔽性之外，这些组合物还提供优异的物理性能。

本发明的阻燃热塑性组合物和使用这些组合物制备的制品相比于现有技术的材料具有优异的物理性能。正如已经讨论的，在现有技术的组合物中已经使用了较高含量的阻燃剂和/或金属纤维。较高含量的阻燃剂对组合物的HDT和/或抗冲性能具有不利影响，而较高含量的金属纤维对组合物的阻燃性具有不利影响。本发明的组合物通过使用加工添加剂克服了这些问题，该加工添加剂为组合物的阻燃性带来增效作用。该加工添加剂使得在阻燃剂含量较低时阻燃特性仍得以保持，而阻燃剂含量较低使得组合物和这些组合物的模塑样品具有较高的HDT和/或抗冲强度。结果，该热塑性组合物的模塑样品在1.5mm(±10％)厚度能够获得UL94 V0或V1等级，尽管使用较低含量的阻燃剂。此外，由于所述组合物的阻燃性增加，可以使用较高含量的金属纤维，由此增加组合物的EMI屏蔽性效用。

本文所用术语“聚碳酸酯”和“聚碳酸酯树脂”意指具有下面式(1)之碳酸酯重复结构单元的组分：

其中R¹基团总数的至少60％为芳族有机基团，余下的为脂族、脂环族或芳族基团。优选地，每个R¹为芳族有机基团，更优选地，每个R¹为下面式(2)的基团：

——A¹—Y¹—A²—(2)

其中A¹和A²各自为单环二价的芳基，Y¹是具有一或两个分隔A¹和A²的原子的桥接基团。在示例性的实施方案中，一个原子分隔A¹和A²。该类型基团的说明性的非限制性实例是-O-，-S-，-S(O)-，-S(O₂)-，-C(O)-，亚甲基，环己基亚甲基，2-[2.2.1]-二环庚叉，乙叉，异丙叉，新戊叉，环己叉，环十五烷叉，环十二烷叉，及金刚烷叉。桥接基团Y¹优选为烃基或饱和烃基如亚甲基，环己叉，或异丙叉。

聚碳酸酯可通过式HO-R¹-OH的二羟基化合物的界面反应制备，其包括下面式(3)的二羟基化合物：

HO-A¹—Y¹—A²-OH   (3)

其中Y¹、A¹和A²如上所述。还包括下面通式(4)的双酚化合物：

其中R^a和R^b各自代表卤原子或一价烃基，并且可以相同或相异；p和q各自独立地为0-4的整数；及X^a代表下面式(5)的基团之一：

或

其中R^c和R^d各自独立地代表氢原子或一价直链烷基或环状烃基，及R^e为二价烃基。

适宜的二羟基化合物的某些说明性和非限制性实例包括美国专利4,217,438中以名称或化学式(通式或具体式)公开的二羟基取代的烃。适宜的二羟基化合物的非排他性具体实例包括以下：间苯二酚，4-溴间苯二酚，氢醌，4，4′-二羟基联苯，1，6-二羟基萘，2，6-二羟基萘，二(4-羟基苯基)甲烷，二(4-羟基苯基)二苯基甲烷，二(4-羟基苯基)-1-萘基甲烷，1，2-二(4-羟基苯基)乙烷，1，1-二(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷，2-(4-羟基苯基)-2-(3-羟基苯基)丙烷，二(4-羟基苯基)苯基甲烷，2，2-二(4-羟基-3-溴苯基)丙烷，1，1-二(羟基苯基)环戊烷，1，1-二(4-羟基苯基)环己烷，1，1-二(4-羟基苯基)异丁烯，1，1-二(4-羟基苯基)环十二烷，反式-2，3-二(4-羟基苯基)-2-丁烯，2，2-二(4-羟基苯基)金刚烷，(α，α′-二(4-羟基苯基)甲苯，二(4-羟基苯基)乙腈，2，2-二(3-甲基-4-羟基苯基)丙烷，2，2-二(3-乙基-4-羟基苯基)丙烷，2，2-二(3-正丙基-4-羟基苯基)丙烷，2，2-二(3-异丙基-4-羟基苯基)丙烷，2，2-二(3-仲丁基-4-羟基苯基)丙烷，2，2-二(3-叔丁基-4-羟基苯基)丙烷，2，2-二(3-环己基-4-羟基苯基)丙烷，2，2-二(3-烯丙基-4--羟基苯基)丙烷，2，2-二(3-甲氧基-4-羟基苯基)丙烷，2，2-二(4-羟基苯基)六氟丙烷，1，1-二氯-2，2-二(4-羟基苯基)乙烯，1，1-二溴-2，2-二(4-羟基苯基)乙烯，1，1-二氯-2，2-二(5-苯氧基-4-羟基苯基)乙烯，4，4′-二羟基二苯甲酮，3，3-二(4-羟基苯基)-2-丁酮，1，6-二(4-羟基苯基)-1，6-己二酮，乙二醇二(4-羟基苯基)醚，二(4-羟基苯基)醚，二(4-羟基苯基)硫醚，二(4-羟基苯基)亚砜，二(4-羟基苯基)砜，9，9-二(4-羟基苯基)芴，2，7-二羟基芘，6，6′-二羟基-3，3，3’，3′-四甲基螺(二)茚满(“螺二茚满双酚”)，3，3-二(4-羟基苯基)苯酞，2，6-二羟基二苯并-对-二噁英，2，6-二羟基噻蒽，2，7-二羟基酚噻噁(phenoxathin)，2，7-二羟基-9，10-二甲基吩嗪，3，6-二羟基二苯并呋喃，3，6-二羟基二苯并噻吩，2，7-二羟基咔唑，3，3-二(4-羟基苯基)苯并吡咯酮、2-苯基-3，3-二(4-羟基苯基)苯并吡咯酮(PPPBP)等，以及包含至少一种前述二羟基化合物的组合。

式(3)所示的双酚化合物质型的非排他性具体实例包括1，1-二(4-羟基苯基)甲烷，1，1-二(4-羟基苯基)乙烷，2，2-二(4-羟基苯基)丙烷(下文中的“双酚A”或“BPA”)，2，2-二(4-羟基苯基)丁烷，2，2-二(4-羟基苯基)辛烷，1，1-二(4-羟基苯基)丙烷，1，1-二(4-羟基苯基)正丁烷，2，2-二(4-羟基-1-甲基苯基)丙烷，1，1-二(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷。也可以使用包含至少一种前述二羟基化合物的组合。

还可以使用两种或更多种不同的二羟基化合物或二羟基化合物与二醇或与羟基封端聚酯或酸封端聚酯或与二元酸或羟基酸的共聚物，使用时碳酸酯共聚物比均聚物更合乎需要。也可以使用聚芳酯和聚酯-碳酸酯树脂或它们的共混物。也可以使用支化聚碳酸酯，以及线型聚碳酸酯和支化聚碳酸酯的共混物。支化聚碳酸酯可通过在聚合期间加入支化剂来制备。

这些支化剂是众所周知的且包括多官能的有机化合物，其包含至少三个选自下列的官能团：羟基，羧基，羧酸酐，卤代甲酰基，及它们的混合物。具体实例包括偏苯三酸，偏苯三酸酐，偏苯三酰氯，三对羟基苯基乙烷，靛红-二酚，三酚TC(1，3，5-三((对-羟基苯基)异丙基)苯)，三酚PA(4(4(1，1-二(对-羟基苯基)-乙基)α，α-二甲基苄基)苯酚)，4-氯甲酰基邻苯二酸酐，均苯三酸，及二苯甲酮四羧酸。支化剂可以约0.05～2.0wt％的量添加。在美国专利3,635,895和4,001,184中描述了支化剂和制备支化聚碳酸酯的步骤。所有类型的聚碳酸酯端基均可用于该热塑性组合物。

在一些实施方式中，聚碳酸酯基于双酚A，其中A¹和A²各自为对亚苯基，Y¹为异丙叉。在一种实施方式中，聚碳酸酯的平均分子量为5,000-100,000。在另一实施方式中，聚碳酸酯的平均分子量为10,000-65,000，在又一实施方式中，聚碳酸酯的平均分子量为15,000-35,000。

在一种实施方式中，聚碳酸酯具有适于制造薄制品的流动性。熔体体积流速(常简写为MVR)量度热塑性材料在规定的温度和载荷下经过喷口的挤出速度。适于形成阻燃制品的聚碳酸酯，在260℃/2.16Kg测量时，可具有约4～30克/立方厘米(g/cm³)的MVR。在这些条件下，具有12-30g/cm³，特别是具有15-30g/cm³MVR的聚碳酸酯可用于制备薄壁制品。可以使用不同流动性的聚碳酸酯的混合物，以实现总体上所需要的流动性。

根据热塑性组合物以及由这些组合物制备的模塑制品的所选择的性质，可以确定添加到本发明热塑性组合物的聚碳酸酯的量。其他因素包括所用抗冲改性剂的含量和类型，所用阻燃剂的含量和/或类型，所用金属纤维的含量和/或类型，所用加工添加剂的含量和/或类型，和/或在热塑性组合物中其他组分的存在和含量。在一种实施方式中，聚碳酸酯的存在量为30-90wt.％。在另一实施方式中，聚碳酸酯的存在量为50-90wt.％。在又一实施方式中，聚碳酸酯的存在量为60-80wt.％。

该聚碳酸酯组合物还包括抗冲改性剂以增加其抗冲击性。适宜的抗冲改性剂包括弹性体-改性的接枝共聚物，所述共聚物包括(i)弹性体(即橡胶质)聚合物基质，其Tg低于0℃，更具体为-40℃至-80℃，和(ii)接枝到该弹性体聚合物基质上的刚性聚合物接枝体(superstrate)。众所周知，弹性体-改性的接枝共聚物可以通过首先提供弹性体聚合物主链来制备。然后在聚合物主链存在下使至少一种接枝单体且在可选择的实施方式中使两种单体进行聚合以获得接枝共聚物。

依据弹性体-改性的聚合物的存在量，分离的基质或者未接枝的刚性聚合物或共聚物的连续相可以与弹性体-改性的接枝共聚物一起同时获得。通常，这种抗冲改性剂包含40-95wt％弹性体-改性的接枝共聚物，和5-65wt％的接枝(共)聚合物，基于抗冲改性剂的总重。另一实施方式中，这种抗冲改性剂包含50-85wt％、更特别地75-85wt％的橡胶-改性的接枝共聚物，和15-50wt％、更特别地15-25wt％的接枝(共)聚合物，基于抗冲改性剂的总重。还可以通过例如自由基聚合，特别是通过乳液、悬浮、溶液或本体聚合单独地制备未接枝的刚性聚合物或共聚物，并加入抗冲改性剂组成或聚碳酸酯组合物中。该未接枝的刚性聚合物或共聚物的数均分子量可以为20,000-200,000。

适用作为弹性体聚合物主链的材料包括，例如，共轭二烯橡胶；共轭二烯与小于50wt％的可共聚单体的共聚物；(甲基)丙烯酸C_1-8烷基酯弹性体；烯烃橡胶如乙烯丙烯共聚物(EPR)或乙烯-丙烯-二烯单体橡胶(EPDM)；硅橡胶；弹性体(甲基)丙烯酸C_1-8烷基酯；(甲基)丙烯酸C_1-8烷基酯与丁二烯和/或苯乙烯的弹性体共聚物；或者包含至少一种前述弹性体的组合。

用于制备弹性体骨架的适宜共轭二烯单体具有式(6)：

其中，每个X^b独立地为氢、C₁-C₅烷基等等。可以使用的共轭二烯单体的实例为丁二烯、异戊二烯、1，3-庚二烯、甲基-1，3-戊二烯、2，3-二甲基-1，3-丁二烯、2-乙基-1，3-戊二烯、1，3-和2，4-己二烯等等，以及包含至少一种前述共轭二烯单体的混合物。具体的共轭二烯均聚物包括聚丁二烯和聚异戊二烯。

也可以使用共轭二烯橡胶的共聚物，例如通过共轭二烯和一种或多种可与其共聚的单体的含水自由基乳液聚合制得的那些共聚物。适用于与共轭二烯共聚的单体包括含稠合芳环结构的单乙烯基芳族单体，如乙烯基萘、乙烯基蒽等，和式(7)的单体：

其中，每个X^c独立地为氢，C₁-C₁₂烷基，C₃-C₁₂环烷基，C₆-C₁₂芳基，C₇-C₁₂芳烷基，C₇-C₁₂烷芳基，C₁-C₁₂烷氧基，C₃-C₁₂环烷氧基，C₆-C₁₂芳氧基，氯，溴，或羟基，且R为氢，C₁-C₅烷基，溴，或氯。可以使用的适宜单乙烯基芳族单体的实例包括苯乙烯、3-甲基苯乙烯、3，5-二乙基苯乙烯、4-正丙基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、α-甲基乙烯基甲苯、α-氯代苯乙烯、α-溴代苯乙烯、二氯代苯乙烯、二溴代苯乙烯、四-氯代苯乙烯等等，和包含至少一种前述化合物的组合，等等。苯乙烯和/或α-甲基苯乙烯通常用作可与共轭二烯单体共聚的单体。也可以使用前述单乙烯基单体和单乙烯基芳族单体的混合物。

可以与共轭二烯共聚的其它单体为单乙烯基单体如衣康酸，丙烯酰胺，N-取代的丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺，马来酸酐，马来酰亚胺，N-烷基-、芳基-或卤代芳基-取代的马来酰亚胺，(甲基)丙烯酸缩水甘油酯，和通式(8)的单体：

其中，R如前述定义，X^c为氰基，C₁-C₁₂烷氧基羰基，C₁-C₁₂芳氧基羰基等。式(8)单体的实例包括丙烯腈、乙基丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯代丙烯腈、β-氯代丙烯腈、α-溴代丙烯腈、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸2-乙基己酯、包含至少一种前述单体的组合，等等。诸如丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸2-乙基己酯的单体通常用作可与共轭二烯单体共聚的单体。

适用作为弹性体聚合物主链的适宜(甲基)丙烯酸酯橡胶可以是(甲基)丙烯酸C_1-8烷基酯、特别是丙烯酸C_4-6烷基酯，任选和至多15wt.％诸如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、异戊二烯、乙烯基甲基醚或丙烯腈的共聚单体，和包含至少一种前述共聚单体的混合物的交联的、颗粒状乳液均聚物或共聚物。任选地，可以存在至多5wt％的多官能交联共聚单体，例如二乙烯基苯、亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯如双丙烯酸乙二醇酯，亚烷基三醇三(甲基)丙烯酸酯，聚酯二(甲基)丙烯酸酯，双丙烯酰胺，三烯丙基氰尿酸酯，三烯丙基异氰尿酸酯，烯丙基(甲基)丙烯酸酯，二烯丙基马来酸酯，二烯丙基富马酸酯，二烯丙基己二酸酯，柠檬酸的三烯丙基酯，磷酸的三烯丙基酯等等，以及包含至少一种前述交联剂的组合。

该弹性体聚合物基质可以为嵌段共聚物或无规共聚物的形式。该基质的粒度并非关键的，例如，0.05-8微米、特别地0.1-1.2微米、更特别地0.2-0.8微米的平均粒度可以用于基于乳液聚合的橡胶胶乳(rubber lattices)；或者0.5-10微米、特别地0.6-1.5微米的粒度可以用于本体聚合的橡胶基质，该橡胶基质还已经包括接枝单体包含体(occlusion)。可以通过简单光透射方法或者毛细管流体动力色谱法(CHDF)来测量粒度。该橡胶基质可以是粒状、中等交联的共轭丁二烯或C_4-6烷基丙烯酸酯橡胶，在可替代的实施方式中具有大于70％的凝胶含量。也适宜的是共轭二烯与C_4-6烷基丙烯酸酯橡胶的混合物。

在弹性体接枝的共聚物的制备中，该弹性体聚合物主链可以占总接枝共聚物的40-95wt％，更特别地占弹性体-改性的接枝共聚物的50-85wt％，且甚至更特别地75-85wt％，剩余部分为刚性接枝相。

通过本体、乳液、悬浮、溶液聚合，或者组合的方法如本体-悬浮、乳液-本体、本体-溶液或其它技术，采用连续的、半间歇、或间歇方法可以聚合该弹性体-改性的接枝共聚物。

在一种实施方式中，该弹性体-改性的接枝共聚物可以通过在一种或多种弹性体聚合物基质存在下使包含单乙烯基芳族单体和任选的一种或多种共聚单体的混合物进行接枝聚合来形成。上述单乙烯基芳族单体可以用于刚性接枝相，包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯，卤代苯乙烯如二溴苯乙烯，乙烯基甲苯，乙烯基二甲苯，丁基苯乙烯，对-羟基苯乙烯，甲氧基苯乙烯，或者包含至少一种前述单乙烯基芳族单体的组合。该单乙烯基芳族单体可以与一种或多种共聚单体例如上述单乙烯基单体和/或通式(8)的单体组合使用。一种具体实施方式中，该单乙烯基芳族单体为苯乙烯或α-甲基苯乙烯，该共聚单体为丙烯腈、丙烯酸乙酯和/或甲基丙烯酸甲酯。在另一具体实施方式中，刚性接枝相可以是苯乙烯和丙烯腈的共聚物、α-甲基苯乙烯和丙烯腈的共聚物、或甲基丙烯酸甲酯的均聚物或共聚物。弹性体-改性的接枝共聚物的具体实例包括但并非限定于丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸丁酯(ASA)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(MABS)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)、和丙烯腈-乙烯-丙烯-二烯-苯乙烯(AES)。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物在本领域是众所周知的，可购自General Electric Company，级别为BLENDEX 131、336、338、360和415。

在另一实施方式中，该抗冲改性剂可以具有核-壳结构，其中核是弹性体聚合物基质，壳是易于被聚碳酸酯润湿的刚性热塑性聚合物。壳体可以仅仅物理地包封核体，或者壳体也可以部分或基本上完全地接枝到核上。更具体地，壳包括单乙烯基芳族单体和/或单乙烯基单体或(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合产物。

这种类型的适宜的抗冲改性剂的实例可以通过乳液聚合方法制备，该方法不使用碱性物质，例如C_6-30脂肪酸的碱金属盐，例如硬脂酸钠，硬脂酸锂，油酸钠，油酸钾，等，碱金属碳酸盐，胺如十二烷基二甲胺，十二烷基胺，等，和胺的铵盐。这种物质通常用作乳液聚合中的表面活性剂，并且可催化聚碳酸酯的酯交换反应和/或降解。相反，离子型硫酸盐、磺酸盐或磷酸盐表面活性剂可用于制备抗冲改性剂，尤其是抗冲改性剂的弹性体基质部分。适宜的表面活性剂包括例如C_1-22烷基或C_7-25烷芳基磺酸盐(酯)、C_1-22烷基或C_7-25烷芳基硫酸盐(酯)、C_1-22烷基或C_7-25烷芳基磷酸盐(酯)、取代硅酸盐(酯)，以及它们的混合物。具体的表面活性剂是C_6-16，具体地C_8-12烷基磺酸盐(酯)。这一乳液聚合方法描述且公开于诸如Rohm &Haas和General Electric Company之类的公司的各种专利和文献中。在实践中，可以使用任何上述抗冲改性剂，只要它不包含脂肪酸的碱金属盐、碱金属碳酸盐和其他碱性物质。这种类型的特定的抗冲改性剂为MBS抗冲改性剂，其中采用上述磺酸盐(酯)、硫酸盐(酯)、或磷酸盐(酯)作为表面活性剂来制备丁二烯基质。该抗冲改性剂的pH为3-8，特别为4-7也是有利的。

另一具体类型的弹性体-改性的抗冲改性剂组分包括衍生自以下物质的结构单元：至少一种硅橡胶单体、具有通式H₂C＝C(R^d)C(O)OCH₂CH₂R^e的支化丙烯酸酯橡胶单体，其中R^d为氢或C₁-C₈直链或支链烃基且R^e为支链C₃-C₁₆烃基；第一接枝连接单体；可聚合的含链烯基的有机材料；和第二接枝连接单体。该硅橡胶单体可包括，例如，环状硅氧烷，四烷氧基硅烷，三烷氧基硅烷，(丙烯酰氧基)烷氧基硅烷，(巯基烷基)烷氧基硅烷，乙烯基烷氧基硅烷，或烯丙基烷氧基硅烷，单独地或者组合地，例如，十甲基环五硅氧烷，十二甲基环六硅氧烷，三甲基三苯基环三硅氧烷，四甲基四苯基环四硅氧烷，四甲基四乙烯基环四硅氧烷，八苯基环四硅氧烷，八甲基环四硅氧烷，和/或四乙氧基硅烷。

示例性的支化丙烯酸酯橡胶单体可以单独或以结合的方式包括丙烯酸异辛酯、丙烯酸6-甲基辛酯、丙烯酸7-甲基辛酯、丙烯酸6-甲基庚酯等。可聚合的含链烯基的有机材料可以单独或以结合的方式为例如式(7)或(8)的单体，例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈或未支化的(甲基)丙烯酸酯，例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯等。

所述至少一种第一接枝连接单体可以单独或以结合的方式为(丙烯酰氧基)烷氧基硅烷、(巯烷基)烷氧基硅烷、乙烯基烷氧基硅烷或烯丙基烷氧基硅烷，例如(γ-甲基丙烯酰氧基丙基)(二甲氧基)甲基硅烷和/或(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷。至少一种第二接枝连接单体单独或以结合的方式为具有至少一个烯丙基的多烯键式不饱和化合物，例如甲基丙烯酸烯丙酯、三烯丙基氰脲酸酯或三烯丙基异氰脲酸酯。

可通过乳液聚合制备硅氧烷-丙烯酸酯抗冲改性剂组分，其中在约30℃-约110℃的温度下，在表面活性剂例如十二烷基苯磺酸存在下，使例如至少一种硅橡胶单体与至少一种第一接枝连接单体反应，形成硅橡胶胶乳。或者，环状硅氧烷例如环八甲基四硅氧烷和原硅酸四乙氧酯可与第一接枝连接单体例如(γ-甲基丙烯酰氧基丙基)甲基二甲氧基硅烷反应，得到平均粒度为100纳米至2微米的硅橡胶。然后，任选地在交联单体例如烯丙基甲基丙烯酸酯存在下，在生成自由基的聚合催化剂例如过氧化苯甲酰存在下，使至少一种支化丙烯酸酯橡胶单体与硅橡胶颗粒聚合。这一胶乳然后与可聚合的含链烯基的有机材料和第二接枝连接单体反应。可通过凝固(通过用凝固剂处理)从水相中分离接枝的硅氧烷-丙烯酸橡胶混杂物(hybrid)的胶乳颗粒，并干燥成微粉，以产生硅氧烷-丙烯酸酯橡胶抗冲改性剂组分。这一方法通常可用于生产粒度为100纳米至2微米的硅氧烷-丙烯酸酯抗冲改性剂。

该热塑性组合物还包括其他热塑性聚合物，例如未弹性体改性的上述刚性聚合物，和/或没有刚性聚合物接枝的上述弹性体。适宜的刚性热塑性聚合物通常的Tg为大于0℃，优选大于20℃，包括例如衍生自以下单体的聚合物：含有稠合芳族环结构的单乙烯基芳族单体，例如乙烯基萘，乙烯基蒽等，或式(7)的单体，例如苯乙烯和α-甲基苯乙烯；单乙烯基单体例如衣康酸、丙烯酰胺、N-取代的丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺，马来酸酐，马来酰亚胺，N-烷基-、芳基-或卤代芳基-取代的马来酰亚胺，(甲基)丙烯酸缩水甘油酯，和通式(8)的单体，例如丙烯腈，丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯；和前述化合物的共聚物，例如苯乙烯-丙烯腈(SAN)，甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-苯乙烯，和甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯。

根据组合物以及由这些组合物制备的模塑制品的所选择的性质，可以确定添加到本发明热塑性组合物的抗冲改性剂的量。其他因素包括所用聚碳酸酯的含量和类型，所用阻燃剂的含量和/或类型，所用金属纤维的含量和/或类型，所用加工添加剂的含量和/或类型，和/或在热塑性组合物中其他组分的存在和含量。在一种实施方式中，抗冲改性剂的存在量至多为50wt.％。在另一实施方式中，抗冲改性剂的存在量为1-35wt.％。在又一实施方式中，抗冲改性剂的存在量为10-25wt.％。

除了前述组分之外，热塑性组合物还包括含磷阻燃剂，例如有机磷酸酯和/或含磷-氮键的有机化合物。

一类示例性的有机磷酸酯是式(GO)₃P＝O的芳族磷酸酯，其中G各自独立地为烷基、环烷基、芳基、烷基芳基或芳基烷基，条件是至少一个G为芳族基团。两个G基团可以结合在一起得到环状基团，例如，Axelrod在美国专利4,154,775中描述的二磷酸二苯基季戊四醇酯。其它适宜的芳族磷酸酯可以为，例如，磷酸苯基二(十二烷基)酯，磷酸苯基二(新戊基)酯，磷酸苯基二(3，5，5′-三甲基己基)酯，磷酸乙基二苯基酯，磷酸2-乙基己基二(对-甲苯基)酯，磷酸二(2-乙基己基)对-甲苯基酯，磷酸三甲苯基酯，磷酸二(2-乙基己基)苯基酯，磷酸三(壬基苯基)酯，磷酸二(十二烷基)对-甲苯基酯，磷酸二丁基苯基酯，磷酸2-氯乙基二苯基酯，磷酸对-甲苯基二(2，5，5′-三甲基己基)酯，磷酸2-乙基己基二苯基酯，等等。具体的芳族磷酸酯是每个G均为芳族的磷酸酯，例如，磷酸三苯酯，磷酸三甲苯酯，异丙基化的磷酸三苯酯等。

也可以使用二-或多-官能的芳族含磷化合物，例如，下式所示的化合物：

其中，每个G¹独立地为具有1-30个碳原子的烃；每个G²独立地为具有1-30个碳原子的烃或烃氧基；每个X独立地为溴或氯；m为0-4，且n为1-30。适宜的二-或多官能芳族含磷化合物的实例包括间苯二酚四苯基二磷酸酯(RDP)，氢醌的双(联苯基)磷酸酯和双酚-A的双(联苯基)磷酸酯，分别地，它们的低聚物和聚合物对应物，等等。在英国专利2,043,083描述了制备上述二-或多-官能的芳族含磷化合物的方法。

加入本发明热塑性组合物的阻燃剂的量可以根据所用聚碳酸酯的量和类型、所用抗冲改性剂的含量和/或类型、所用金属纤维的含量和/或类型、所用加工添加剂的含量和/或类型，和/或在热塑性组合物中其他组分的存在和含量而定。然而，正如已论述的，一些阻燃剂的使用可以对热塑性组合物的某些性质如抗冲强度和/或HDT带来不利影响。因此，在本发明中，热塑性组合物的含量足以赋予阻燃特性，同时还保持了所选择的抗冲强度和/或HDT。在一种实施方式中，阻燃剂的添加量至多为15wt.％。在另一实施方式中，阻燃剂的添加量至多为10wt.％。

本发明的热塑性组合物可以基本上不含氯和溴，特别是不含氯和溴的阻燃剂。本文所用的“基本上不含氯和溴”是指所产生的材料没有有意加入的氯，溴，或者含氯或含溴的材料。然而可以理解的是在处理多种产品的设备中会存在一定量的交叉污染，导致溴和/或氯水平通常在百万重量分之若干份的等级。在这一理解下可以容易地认识到基本上不含溴和氯可以定义为具有小于或等于约每百万重量分之100份(ppm)，小于或等于约75ppm，或小于或等于50ppm的溴和/或氯含量。当该定义应用于阻燃剂时，它以该阻燃剂的总重量为基准。当该定义应用于所述热塑性组合物时，它以聚碳酸酯、聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物、抗冲改性剂、阻燃剂和不锈钢纤维的总重量为基准。

任选地，也可以使用无机阻燃剂，例如磺酸盐如全氟丁烷磺酸钾(Rimar盐)和二苯砜磺酸钾等；通过反应形成的盐，例如碱金属或碱土金属(优选锂、钠、钾、镁、钙和钡盐)与无机酸复盐，例如含氧阴离子如碳酸的碱金属和碱土金属盐如Na₂CO₃、K₂CO₃、MgCO₃、CaCO₃和BaCO₃，或者氟阴离子络合物如Li₃AlF₆、BaSiF₆、KBF₄、K₃AlF₆、KAlF₄、K₂SiF₆和/或Na₃AlF₆等。当存在时，无机阻燃剂盐的用量通常为0.01-1.0重量份，更特别地为0.05-0.5重量份，基于100重量份的聚碳酸酯、抗冲改性剂、聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物、含磷阻燃剂和不锈钢纤维。

防滴剂也可以包含在组合物中，防滴剂包括例如含氟聚合物，如形成原纤或不形成原纤的含氟聚合物，如形成原纤的聚四氟乙烯(PTFE)或不形成原纤的聚四氟乙烯，等等；包胶的含氟聚合物，即含氟聚合物包胶在聚合物中作为防滴剂，如乙烯-丙烯腈共聚物包胶的PFFE(TSAN)等，或包含至少一种前述防滴剂的组合。包胶的含氟聚合物可以在含氟聚合物存在下通过聚合聚合物而制得。TSAN可以在PTFE的含水分散液存在下通过苯乙烯和丙烯腈共聚而制得。TSAN较PTFE可提供显著的益处，因为TSAN更易于分散到组合物中。TSAN例如可包含约50wt％PTFE和约50wt％苯乙烯-丙烯腈共聚物，以包胶的含氟聚合物的总重量为基准。苯乙烯-丙烯腈共聚物例如可包含约75wt％的苯乙烯和约25wt％的丙烯腈，以共聚物的总重量为基准。作为选择，含氟聚合物可以某些方式与第二聚合物如芳族聚碳酸酯树脂或苯乙烯-丙烯腈树脂预先混合，以形成用作防滴剂的聚集材料，例如在美国专利5,521,230和4,579,906中描述的。上述任一种方法可用于生产包胶的含氟聚合物。防滴剂的通常用量为0.1-1.4重量份，基于100重量份的除任何填料之外的全部组合物。

除了上述组分，热塑性组合物还包括金属纤维。因此，在本发明的另一方面，热塑性组合物包括多种金属纤维。在一种实施方式中，金属纤维为不锈钢纤维。在可替换的实施方式中，金属纤维为铝纤维、铜纤维、或不锈钢纤维、铝纤维和/或铜纤维的组合。根据所用的金属纤维的含量和/或类型，可以使用金属纤维向热塑性组合物赋予强度特性和/或可以使用金属纤维向塑性组合物赋予EMI屏蔽特性。

然而，如上所述，在塑性组合物中使用金属纤维可能对热塑性组合物和由该热塑性组合物制得的任何模塑材料的阻燃性能带来不利影响。因此，在一种实施方式中，热塑性组合物包括1-30wt.％金属纤维。在另一实施方式中，热塑性组合物包括5-15wt.％金属纤维。在又一实施方式中，热塑性组合物包括8-13wt.％金属纤维。

除了上述组分之外，本发明的组合物还包括加工添加剂。如前所述，在现有技术中，尽管阻燃剂的使用对于提供阻燃特性是有用的，但导致物理性能如抗冲强度和/或HDT的损失。或者，在现有技术中，尽管使用金属纤维对于提供抗冲强度和/或EMI屏蔽性是有用的，但导致阻燃特性损失。因此，本发明的热塑性组合物通过使用少量加工添加剂克服了这些问题，该加工添加剂为热塑性组合物提供了增效阻燃效果。选择加工添加剂，使得磷类阻燃剂的用量减少，从而使因阻燃剂引起的抗冲强度和/或HDT的任何降低最小化。此外，由于热塑性材料具有较高的阻燃特性，任何因金属纤维引起的阻燃特性的降低也得以最小化。

因此，本发明的组合物包括一种或多种加工添加剂。该加工添加剂的添加量有效保持热塑性组合物的阻燃性，同时使得热塑性组合物和由该热塑性组合物制得的模塑样品具有较高的HDT和/或抗冲性能。每种加工添加剂的有效量将根据所用的加工添加剂而变化。通常，加工添加剂的添加量为约5wt.％或以下。

在一种实施方式中，该加工添加剂为氢氧化镁(Mg(OH)₂)。在该实施方式中，氢氧化镁的添加量为0.02-0.5wt.％。在可替代的实施方式中，氢氧化镁的添加量为0.05-0.2wt.％。

在另一实施方式中，该加工添加剂为金属减活剂。在一种实施方式中，该金属减活剂为受阻酚。可用于本发明的受阻酚的实例是苯丙酸，3，5-二(1，1-二甲基乙基)-4-羟基-，2-[3-[3，5-二(1，1-二甲基乙基)-4-羟基苯基]-1-氧代丙基]酰肼，其可以得自Great Lakes Chemical Corporation(West Lafayette，IN)，商品名为Lowinox MD24。在一种实施方式中，使用金属减活剂作为加工添加剂，该金属减活剂的添加量为0.002-0.02wt.％。在另一实施方式中，金属减活剂的添加量为0.0025-0.01wt.％。

除了聚碳酸酯树脂之外，聚碳酸酯组合物可以包括通常加入这类树脂组合物中的各种添加剂。可以使用添加剂的混合物。该添加剂可以在混合组分形成组合物期间的合适时间混入。

适宜的填料或增强剂包括，例如，TiO₂；纤维，如石棉、碳纤维等；硅酸盐和硅石粉末如硅酸铝(莫来石)，合成的硅酸钙，硅酸锆，熔凝硅石，结晶硅石，石墨，天然硅砂等；硼粉如硼-氮化物粉末，硼-硅酸盐粉末等；氧化铝；氧化镁(镁氧)；硫酸钙(作为其无水物，二水合物或三水合物)；碳酸钙如白垩，石灰石，大理石，合成沉淀的碳酸钙等；滑石，包括纤维状的，模块的(modular)，针形，层状滑石等；硅灰石；表面处理的硅灰石；玻璃球如中空和实心玻璃球，硅酸盐球，空心煤胞，铝硅酸盐(armospheres)等；高岭土，包括硬高岭土，软高岭土，煅烧高岭土，包含本领域已知的用于促进与聚合物基质树脂的相容性的各种涂层的高岭土等；单晶纤维或＂晶须＂如碳化硅，氧化铝，碳化硼，铁，镍，铜等；玻璃纤维(包括连续的和切断的纤维)，如E，A，C，ECR，R，S，D，和NE玻璃以及石英等；硫化物如硫化钼，硫化锌等；钡化合物如钛酸钡，铁酸钡，硫酸钡，重晶石等；金属和金属氧化物如粒状或纤维状铝，青铜，锌，铜和镍等；薄片填料如玻璃片，薄片碳化硅，二硼化铝，铝薄片，钢薄片等；纤维填料，例如，短的无机纤维如由包含硅酸铝、氧化铝、氧化镁和硫酸钙半水合物等中的至少一种的共混物获得的那些；天然填料和增强材料，如通过粉碎木材获得的木屑，纤维状产品如纤维素，棉花，剑麻，黄麻，淀粉，软木粉，木质素，花生壳，玉米，稻谷外壳等；增强的有机纤维状填料，由能够形成纤维的有机聚合物形成，所述有机聚合物如聚(醚酮)，聚酰亚胺，聚苯并噁唑，聚(苯硫醚)，聚酯，聚乙烯，芳族聚酰胺，芳族聚酰亚胺，聚醚酰亚胺，聚四氟乙烯，丙烯酸类树脂，聚(乙烯醇)等；以及其它填料和增强剂如云母，粘土，长石，烟灰，惰性硅酸盐微球，石英，石英岩，珍珠岩，硅藻石，硅藻土，碳黑等，或者包含至少一种前述填料或增强剂的组合。

可用金属材料层涂布填料和增强剂，以促进导电，或者用硅烷表面处理，以改进粘合性和与聚合物基体树脂的分散。另外，该增强填料可以以单丝或复丝纤维形式来提供，且可以单独地或者与其它类型纤维通过以下示例性的方法组合地使用：共编织或芯/皮、并列(side-by-side)、橙型或矩阵和原纤维结构，或纤维制造技术领域的技术人员已知的其他方法。适宜的共编织结构包括例如玻璃纤维-碳纤维、碳纤维-芳族聚酰亚胺(芳族聚酰胺)纤维和芳族聚酰亚胺玻璃纤维或类似物。纤维状填料可以以下列形式来提供，例如，粗纱(rovings)、纺织的纤维状增强物，如0-90度织物等；无纺纤维增强材料，例如连续原丝片(continuous strand mat)、短切原丝片(chopped strand mat)、绢纱(tissue)、纸和毛毯等；或者三维增强材料如编带(braids)。填料的通常用量为约1至50重量份，基于100重量份的全部组合物。

适宜的热稳定剂包括例如有机亚磷酸酯，例如亚磷酸三苯酯、亚磷酸三(2，6-二甲基苯基)酯、亚磷酸三(混合的单和二壬基苯基)酯，等等；膦酸酯，例如二甲基苯膦酸酯等等；磷酸酯，例如磷酸三甲基酯等等；或者包含至少一种前述热稳定剂的组合。热稳定剂的通常用量为约0.01至0.5重量份，基于100重量份的除任何填料之外的全部组合物。

适宜的抗氧化剂添加剂包括例如有机亚磷酸酯，例如亚磷酸三(壬基苯基)酯、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、二(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯等等，烷基化的一元酚或多元酚；多元酚与二烯的烷基化反应产物，例如四[亚甲基(3，5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)]甲烷等等；对甲酚或二环戊二烯的丁基化反应产物；烷基化氢醌；羟基化硫代二苯醚；烷叉双酚；苄基化合物；β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸与一元醇或多元醇的酯；β-(5-叔丁基-4-羟基-3-甲基苯基)-丙酸与一元醇或多元醇的酯；硫烷基或硫芳基化合物的酯，例如二硬脂基硫代丙酸酯、二月桂基硫代丙酸酯、二(十三烷基)硫代丙酸酯、十八烷基-3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、季戊四醇基-四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯等等；β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸的酰胺等等；或者包含至少一种前述抗氧化剂的组合。抗氧化剂的通常用量为约0.01至0.5重量份，基于100重量份的除任何填料之外的全部组合物。

适宜的光稳定剂包括，例如苯并三唑如2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑，2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)-苯并三唑和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮等，或包含至少一种前述光稳定剂的组合。光稳定剂通常的用量为0.1-1.0重量份，基于100重量份的除任何填料之外的全部组合物。

适宜的增塑剂包括，例如邻苯二甲酸酯，如二辛基-4，5-环氧六氢邻苯二甲酸酯；三(辛氧基羰基乙基)异氰脲酸酯；三硬脂精；环氧化大豆油等，或包含至少一种前述增塑剂的组合。增塑剂的通常用量为0.5-3.0重量份，基于100重量份的除任何填料之外的全部组合物。

适宜的抗静电剂的实例包括，例如单硬脂酸甘油酯，硬脂基磺酸钠，十二烷基苯磺酸钠等，或者包含至少一种前述抗静电剂的组合。在一种实施方式中，在包含化学抗静电剂的聚合物树脂中可以使用碳纤维、碳纳米纤维、碳纳米管、炭黑，或前述材料的任意组合，以使组合物静电消散。

适宜的脱模剂包括，例如，硬脂酸硬脂酯、四硬脂酸季戊四醇酯、蜂蜡、褐煤蜡、石蜡等，或包含至少一种前述脱模剂的组合。脱模剂通常的用量为0.1-1.0重量份，基于100重量份的除任何填料之外的全部组合物。

适宜的UV吸收添加剂包括例如羟基二苯甲酮类；羟基苯并三唑类；羟基苯并三嗪类；氰基丙烯酸酯类；草酰二苯胺类；苯并噁嗪酮类；2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1，1，3，3-四甲基丁基)苯酚(CYASORB^TM5411)；2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(CYASORB^TM 531)；2-[4，6-双(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)苯酚(CYASORB^TM 1164)；2，2’-(1，4-亚苯基)双(4H-3，1-苯并噁嗪-4-酮)(CYASORB^TM UV-3638)；1，3-双[(2-氰基-3，3-二苯基丙烯酰基)氧基]-2，2-双[[(2-氰基-3，3-二苯基丙烯酰基)氧基]甲基]丙烷(UVINUL^TM3030)；2，2’-(1，4-亚苯基)双(4H-3，1-苯并噁嗪-4-酮)；1，3-双[(2-氰基-3，3-二苯基丙烯酰基)氧基]-2，2-双[[(2-氰基-3，3-二苯基丙烯酰基)氧基]甲基]丙烷；纳米尺寸的无机材料，例如氧化钛、氧化铈和氧化锌，所有这些的粒度小于100nm；或类似物；或含至少一种前述UV吸收剂的组合。UV吸收剂的通常用量为0.01-3.0重量份，基于100重量份的除任何填料之外的全部组合物。

适宜的润滑剂包括，例如，脂肪酸酯如烷基硬脂酯，例如硬脂酸甲酯等；硬脂酸甲酯和包括聚乙二醇聚合物、聚丙二醇聚合物及其共聚物的亲水和疏水表面活性剂的混合物，例如在合适溶剂内的硬脂酸甲酯和聚乙二醇-聚丙二醇共聚物；或包含至少一种前述润滑剂的组合。润滑剂通常的用量为0.1-5重量份，基于100重量份的除任何填料之外的全部组合物。

适宜的颜料包括，例如，无机颜料如金属氧化物和混合的金属氧化物如氧化锌、二氧化钛、氧化铁等；硫化物如硫化锌等；铝酸盐；硫代-硅酸钠；硫酸盐和铬酸盐；炭黑；铁酸锌；群青蓝；颜料棕24；颜料红101；颜料黄119；有机颜料如偶氮，重氮，喹吖啶酮，苝，萘四甲酸，黄烷士酮，异二氢吲哚酮，四氯异二氢吲哚酮，蒽醌，蒽嵌蒽二酮，二噁嗪，酞菁，和偶氮色淀；颜料蓝60，颜料红122，颜料红149，颜料红177，颜料红179，颜料红202，颜料紫29，颜料蓝15，颜料绿7，颜料黄147和颜料黄150，或者包含至少一种前述颜料的组合。颜料通常的用量通常为1-10重量份，基于100重量份的除任何填料之外的全部组合物。

适宜的染料，包括例如有机染料如香豆素460(蓝)、香豆素6(绿)，尼罗红等；镧系复合物；烃和取代的烃染料；多环芳烃染料；闪烁染料(优选噁唑或噁二唑染料)；芳基或杂芳基取代的聚(C_2-8)烯烃染料；羰花青染料；酞菁染料和颜料；噁嗪染料；喹诺酮(carbostyryl)染料；卟啉染料；吖啶染料；蒽醌染料；芳基甲烷染料；偶氮染料；重氮鎓染料；硝基染料；醌亚胺染料；四唑鎓染料；噻唑染料；苝染料、苝酮(perinone)染料；二-苯并噁唑基噻吩(BBOT)；和氧杂蒽染料；荧光团，如抗斯托克司频移染料，其吸收近红外波长并发射可见波长，等；荧光染料如5-氨基-9-二乙基亚氨基苯并(a)吩噁嗪酮鎓高氯酸盐；7-氨基-4-甲基喹诺酮；7-氨基-4-甲基香豆素；3-(2′-苯并咪唑基)-7-N，N-二乙基氨基香豆素；3-(2′-苯并噻唑基)-7-二乙氨基香豆素；2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑；2-(4-联苯基)-6-苯基苯并噁唑-1，3；2，5-二-(4-联苯基)-1，3，4-噁二唑；2，5-二-(4-联苯基)-噁唑；4，4′-二-(2-丁基辛氧基)-对-联四苯；对-二(邻-甲基苯乙烯基)-苯；5，9-二氨基苯并(a)吩噁嗪酮鎓高氯酸盐；4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-(对-二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃；1，1′-二乙基-2，2′-羰花青碘化物；3，3′-二乙基-4，4′，5，5′-二苯并硫杂三羰花青碘化物；7-二乙基氨基-4-甲基香豆素；7-二乙氨基-4-三氟甲基香豆素；2，2′-二甲基-对-联四苯；2，2-二甲基-对-联三苯；7-乙氨基-6-甲基-4-三氟甲基香豆素；7-乙氨基-4-三氟甲基香豆素；尼罗红；若丹明700；噁嗪750；若丹明800；IR 125；IR 144；IR 140；IR 132；IR 26；IR5；二苯基己三烯；二苯基丁二烯；四苯基丁二烯；萘；蒽；9，10-二苯基蒽；芘；1，2-苯并菲(chrysene)；红荧烯；晕苯；菲等，或者包含至少一种前述染料的组合。染料通常的用量为0.1-5重量份，基于100重量份的除任何填料之外的全部组合物。

适宜的着色剂包括，例如二氧化钛，蒽醌，二萘嵌苯，苝酮，靛蒽醌，喹吖啶酮，氧杂蒽，噁嗪，噁唑啉，噻吨，靛蓝，硫靛，萘二酰亚胺，花青，氧杂蒽，次甲基，内酯，香豆素，二-苯并噁唑基噻吩(BBOT)，萘四羧酸衍生物，一偶氮和二偶氮颜料，三芳基甲烷，氨基酮，二(苯乙烯基)联苯衍生物等，以及包含至少一种前述着色剂的组合。着色剂通常的用量为0.1-5重量份，基于100重量份的除任何填料之外的全部组合物。

适宜的发泡剂包括，例如低沸点的卤代烃和可生成二氧化碳的物质；在室温下为固体并且当被加热到高于其分解温度的温度后生成例如氮、二氧化碳、氨气等气体的发泡剂，例如偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酰胺的金属盐、4，4′氧双(苯磺酰肼)、碳酸氢钠、碳酸铵等、或包括至少一种上述发泡剂的组合。发泡剂通常的用量为1-20重量份，基于100重量份的除任何填料之外的全部组合物。

此外，可以将改进流动性和其他性质的材料如低分子量烃树脂加入组合物中。特别有用的一类低分子量烃树脂是源自于由石油裂解获得的不饱和C₅-C₉单体所衍生得到的石油C₅-C₉原料油。非限制性实例包括烯烃，例如戊烯、己烯、庚烯等；二烯烃，例如，戊二烯、己二烯等；环状烯烃和环状二烯烃，例如，环戊烯、环戊二烯、环己烯、环己二烯、甲基环戊二烯等；环状二烯烃二烯，例如，二环戊二烯、甲基环戊二烯二聚体等；以及芳族烃，例如，乙烯基甲苯、茚、甲基茚等。该树脂还可以部分氢化或全部氢化。

商购的合适的源自于石油C₅-C₉原料油的低分子量烃树脂的实例包括以下：得自Eastman Chemical商标为Piccotac的烃树脂，得自EastmanChemical商标为Picco的芳族烃树脂，得自Arakawa Chemical Inc.商标为ARKON的基于C₉单体的完全氢化的脂环族烃树脂，根据软化点以ARKONP140，P125，P115，P100，P90，P70出售，或者以ARKONM135，M115，M100和M90出售的部分氢化的烃树脂，得自Eastman Chemical商标为Regalite的完全或部分氢化的烃树脂，根据软化点，以REGALITER1100，S1100，R1125，R1090和R1010出售，或者以REGALITER7100，R9100，S5100和S7125出售的部分氢化的树脂，得自Exxon Chemical商标为ESCOREZ的烃树脂，基于C₅，C₉原料油及其混合物，以ESCOREZ1000，2000和5000系列出售，或者基于环状和C₉单体、以ESCOREZ5300，5400和5600系列出售的烃树脂，任选氢化的和纯的芳族单体烃树脂，例如得自Eastman Chemical商标为Kristalex的苯乙烯、α-甲基苯乙烯类烃树脂。低分子量烃树脂通常的用量为约0.1至10重量份，基于100重量份的除任何填料之外的全部组合物。

热塑性组合物可以通过现有技术中已知的方法来制备，例如，在一种实施方案中，以一种进行方式，将粉末聚碳酸酯树脂、抗冲改性剂、聚二有机基硅氧烷-聚碳酸酯共聚物和/或其它任选的组分首先在Henschel^TM高速混合器中任选与短切的玻璃绳或其他填料混合。包括但不限于手工搅拌的其它低剪切工艺也可以实现该混合。共混物然后经由进料斗被输送给双螺杆挤出机的进料口。可替换地，一种或多种组分可以通过在进料口和/或在下游通过边进料口(sidestuffer)直接进料给挤出机被引入组合物。这些添加剂也可以与所需聚合物树脂混配成母料并进料给挤出机。挤出机通常在高于使组合物流动的温度下操作。挤出物紧接着在水浴中被骤冷和制粒。这样制备的粒料当剪切挤出物时可以根据需要成为四分之一英寸长或更短。这些粒料可以用于后续的模塑、成型或成形。

在另一实施方式中，该热塑性组合物在制备阻燃制品的制造中特别有用，该阻燃制品通过了UL94垂直燃烧测试，特别是符合UL94 V0标准，该标准比UL94 V1标准更加严格。薄制品在UL 94测试中面临特别的挑战，因为适合制造薄制品的组合物往往具有较高的流动性。

本发明的热塑性组合物制得的样品的阻燃剂优异。采用此标准，该热塑性组合物形成具有给定厚度的模塑制品。在一实施方式中，该热塑性组合物的模塑样品在1.5mm(±10％)厚度能够获得UL94 V0或V1等级。在另一实施方式中，该热塑性组合物的模塑样品在1.2mm(±10％)厚度能够获得UL94 V0或V1等级。在又一实施方式中，该热塑性组合物的模塑样品在1.0mm(±10％)厚度能够获得UL94 V0或V1等级。在又一实施方式中，该热塑性组合物的模塑样品在0.8mm(±10％)厚度能够获得UL94 V0或V1等级。

热塑性组合物还可以具有65-110℃，特别是70-105℃的热挠曲温度(HDT)，根据ASTM D-648在1.8MPa使用6.35mm的试条测量。

热塑性组合物还可以具有30J/m-70J/m的缺口伊佐德抗冲强度(NII)，根据ASTM D256或ASTM D4812在室温使用3.18mm(+3％)的试条测量。

热塑性组合物还可以具有拉伸性能，例如50-70MPa的拉伸强度和2％-10％的断裂拉伸伸长率。拉伸强度和断裂拉伸伸长率是使用类型I3.2mm厚的模塑拉伸试条根据ASTM D638标准，对3.2mm厚的模塑拉伸试条以5mm/min的拉伸速率，接着以50mm/min.的拉伸速率直至样品断裂而测定。也可以5mm/min.进行测量，如果对于具体应用是需要的，但是在这些试验中测量的样品是在50mm/min进行测量的。拉伸强度和拉伸模量结果以Mpa记录，断裂拉伸伸长率以百分比记录。

还提供包含该热塑性组合物的成型、成形或模塑制品。热塑性组合物可以通过各种方式模塑为有用的成型制品，例如注塑、挤出、旋转模塑、吹塑和热成型，来形成制品，例如，计算机和商业机器外壳如监视器的外壳，手持电子设备外壳如手机的外壳，电连接器，照明器材的组件，装饰物，家用器具，屋顶，温室，阳光房，游泳池围栏，等等。上述组合物在最小壁厚低至0.1mm、0.5mm、1.0mm或2.0mm(各自±10％)的制品的制备中特别有用，但由于壁较薄，EMI屏蔽性可能受影响。同样上述组合物在最小壁厚为2.25-2.90(各自±10％)的制品的制备中特别有用，在可替代的实施方式中，最小壁厚为2.4-2.75(各自±10％)，在另一实施方式中，最小壁厚为2.40-2.60mm(各自±10％)。还可以制造最小壁厚为2.25-2.50mm(各自±10％)的制品。

本发明的组合物在电子应用中特别有用，在该应用中阻燃性和EMI屏蔽性均是有益的。这些应用的实例包括但不限于，电气设备和电子设备如放映机、手机、DVD播放器、数码相机、汽车巡航系统、路由器(router)等的外壳或外罩，或者作为线缆如LAN线缆的护套或涂层。

通过以下非限制性实施例说明本发明。

实施例

进行第一组实验说明加入加工添加剂对阻燃热塑性组合物的增效作用。在该第一组实验中，聚碳酸酯树脂用于热塑性材料，添加ABS作为抗冲改性剂。BDADP用作阻燃剂且不锈钢纤维用于EMI屏蔽。在这些实施例中，将11.3％钢纤维和8.5％BPADP加入PC/ABS树脂。

接着，老化之后测样品。对于未老化的样品，在测试之前将试条在23℃、50％RH(相对湿度)的环境下调节至少48小时之后，进行UL-94阻燃性试验。对于老化的样品，在测试之前将试条在70℃、50％RH的环境下调节168小时，然后转移到23℃、50％RH的环境下调节至少4小时之后，进行UL-94阻燃性试验。在老化条件下5根试条(没有包含加工添加剂)的FOT为57.2秒；测试的10根试条中4根试条的燃烧时间超过10秒，分别为12.5s、10.1s、13.7s和15.5s。但是，正如表1中看到的，当加入0.005％Mg(OH)₂作为加工添加剂时，没有一根测试的试条的燃烧时间超过10秒，时间最长的那根为9.5s。此外，5根试条的FOT仅为34.5秒。

在另一样品中加入0.1％MD 24。正如所见的，没有一根测试的试条的燃烧时间超过10秒，最长的燃烧时间仅为8秒，5根试条的FOT仅为24秒。因此，显然加入Mg(OH)₂或MD 24急剧降低了燃烧时间，从而有效地以协同方式增加了组合物的阻燃性，即使使用相同量的BDADP时也是如此。根据UL V0规定，试验A视为未通过V0测试，而样品B和C因Mg(OH)₂或MD 24的增效作用视为通过了V0测试。

进行第二组实验。这些试验的结果列在表2中，它们证实了添加加工添加剂的增效作用。

表1 含有和不含加工添加剂时的阻燃性能的比较

表2 含有不同加工添加剂载量的样品

进行最后一组实验来检查各种可替代的实施方式。这些结果列在表3中。在这些实施例中，样品A和B与表1中的样品A和B相同。新样品C和D用RDP代为含磷阻燃剂。如可以看到的，使用RDP作为含磷阻燃剂获得相同的优势。特别是，尽管样品C显示，与BPADP相比RDP可以得到更好的FR性能；但样品D还显示添加剂Mg(OH)₂为RDP FR配制物提供了增效作用，使得在老化条件下的p(FTP)值从0.8提高到1，5根燃烧试条的FOT从36.7秒降到25.6秒。

表3

样品E和F检查使用磷酸一锌作为加工添加剂的情况。使用0.05％载量时，可以看到与Mg(OH)₂样品相比获得了相似的FR改进。比较样品A和F显示在老化条件下FOT时间从57.2秒降到35.8秒。

在本文中，化合物采用标准命名法描述。例如，未被任何指定的基团所取代的任意位置应理解为其化合价被指定的键或者氢原子所填充。不介于两个字母或符号之间的破折号(＂-＂)用于表示取代基的连接点。例如，-CHO是通过羰基(C＝O)的碳连接的。除非另有定义，本文所用的技术和科学术语与本发明所属技术领域的技术人员理解的含义相同。当测量值后面跟随符号“(±10％)”和“(±3％)”时，测量值可以在该指定百分数的正值或负值的范围内变化。此变化可以在样品整体上显示(例如，样品具有在所示值指定百分数范围内的均匀宽度)，或者通过样品内的变化显示(例如，样品具有可变宽度，所有变化均在所示值的指定百分数范围内)。

虽然为了举例说明已经阐述了通常的实施方案，但是不应当认为前述说明是对本文范围的限制。因此，在不脱离本文的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以想到各种改变、调整和替代物。

Claims (28)

1.热塑性组合物，包括：

30-90wt.％聚碳酸酯树脂；

1-35wt.％抗冲改性剂；

0.1-15wt.％含磷阻燃剂；

1-30wt.％金属纤维；和

0.002-5wt.％加工添加剂，各自基于所述热塑性组合物除任何填料之外的总重；

其中该热塑性组合物的模塑样品在1.5mm(±10％)厚度能够获得UL94V0或V1等级。

2.权利要求1的组合物，其中抗冲改性剂包括ASA抗冲改性剂、二烯抗冲改性剂、有机硅氧烷抗冲改性剂、有机硅氧烷-支化的丙烯酸酯抗冲改性剂、EPDM抗冲改性剂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯抗冲改性剂、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯抗冲改性剂、ABS抗冲改性剂、MBS抗冲改性剂、缩水甘油酯抗冲改性剂，或包括至少一种前述抗冲改性剂的组合。

3.权利要求1的组合物，其进一步包括0.1-10wt.％的填料、防滴剂、热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂、增塑剂、抗静电剂、脱模剂、UV吸收剂、润滑剂、颜料、染料、着色剂、低分子量烃树脂，或两种或更多种前述物质的组合。

4.权利要求1的组合物，其中所述金属纤维选自不锈钢纤维、铝纤维、铜纤维，或两种或更多种前述纤维的组合。

5.权利要求1的组合物，其中所述加工添加剂是Mg(OH)₂，且该加工添加剂添加的量为0.02-0.5wt.％。

6.权利要求5的组合物，其中所述加工添加剂是Mg(OH)₂，且该加工添加剂添加的量为0.05-0.2wt.％。

7.权利要求1的组合物，其中所述加工添加剂是受阻酚，且该加工添加剂添加的量为0.002-0.02wt.％。

8.权利要求7的组合物，其中所述加工添加剂是受阻酚，且该加工添加剂添加的量为0.0025-0.01wt.％。

9.权利要求1的组合物，其中所述热塑性组合物包括0.1-10wt.％含磷阻燃剂。

10.权利要求1的组合物，其中该热塑性组合物的模塑样品在1.2mm(±10％)厚度能够获得UL94 V0或V1等级。

11.权利要求1的组合物，其中该热塑性组合物的模塑样品在1.0mm(±10％)厚度能够获得UL94 V0或V1等级。

12.权利要求1的组合物，其中该热塑性组合物的模塑样品在0.8mm(±10％)厚度能够获得UL94 V0或V1等级。

13.热塑性组合物，包括：

60-80wt.％聚碳酸酯树脂；

10-25wt.％抗冲改性剂；

0.1-10wt.％含磷阻燃剂；

5-15wt.％金属纤维；和

0.002-5wt.％加工添加剂，各自基于所述热塑性组合物除任何填料之外的总重；

其中该热塑性组合物的模塑样品在1.5mm(±10％)厚度能够获得UL94V0或V1等级。

14.权利要求13的组合物，其中抗冲改性剂包括ASA抗冲改性剂、二烯抗冲改性剂、有机硅氧烷抗冲改性剂、有机硅氧烷-支化的丙烯酸酯抗冲改性剂、EPDM抗冲改性剂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯抗冲改性剂、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯抗冲改性剂、ABS抗冲改性剂、MBS抗冲改性剂、缩水甘油酯抗冲改性剂，或包括至少一种前述抗冲改性剂的组合。

15.权利要求13的组合物，进一步包括0.1-10wt.％的填料、防滴剂、热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂、增塑剂、抗静电剂、脱模剂、UV吸收剂、润滑剂、颜料、染料、着色剂、低分子量烃树脂，或两种或更多种前述物质的组合。

16.权利要求13的组合物，其中所述金属纤维选自不锈钢纤维、铝纤维、铜纤维，或两种或更多种前述纤维的组合。

17.权利要求13的组合物，其中所述加工添加剂为Mg(OH)₂，且该加工添加剂添加的量为0.02-0.5wt.％。

18.权利要求17的组合物，其中所述加工添加剂是Mg(OH)₂，且该加工添加剂添加的量为0.05-0.2wt.％。

19.权利要求13的组合物，其中所述加工添加剂是受阻酚，且该加工添加剂添加的量为0.002-0.02wt.％。

20.权利要求19的组合物，其中所述加工添加剂是受阻酚，且该加工添加剂添加的量为0.0025-0.01wt.％。

21.权利要求13的组合物，其中该热塑性组合物的模塑样品在1.2mm(±10％)厚度能够获得UL94V0或V1等级。

22.权利要求13的组合物，其中该热塑性组合物的模塑样品在1.0mm(±10％)厚度能够获得UL94V0或V1等级。

23.权利要求13的组合物，其中该热塑性组合物的模塑样品在0.8mm(±10％)厚度能够获得UL94V0或V1等级。

24.包括权利要求1的组合物的制品。

25.权利要求24的制品，其中该制品包括壁厚为1.5mm或以下的模塑制品。

26.包括权利要求13的组合物的制品。

27.权利要求26的制品，其中该制品包括壁厚为1.5mm或以下的模塑制品。

28.形成热塑性组合物的方法，包括以下步骤：

在挤出机中共混以下物质：

a)30-90wt.％聚碳酸酯树脂；

b)1-35wt.％抗冲改性剂；

c)0.1-15wt.％含磷阻燃剂；

d)1-30wt.％金属纤维；和

e)0.002-5wt.％加工添加剂，各自基于所述热塑性组合物除任何填料之外的总重；

其中该热塑性组合物的模塑样品在1.5mm(±10％)厚度能够获得UL94V0或V1等级。